MOS管在電動(dòng)牙刷中的應(yīng)用分析
前言
電動(dòng)牙刷的電機(jī)驅(qū)動(dòng)與電源管理系統(tǒng)中，MOS管作為核心功率開(kāi)關(guān)器件，直接決定了產(chǎn)品的效率、續(xù)航及可靠性。合科泰電子針對(duì)旋轉(zhuǎn)式與聲波式電動(dòng)牙刷的不同需求，通過(guò)SGT工藝MOS管（如HKTQ50N03）與超結(jié)MOS（如HKTD80N06）的差異化應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)方案中導(dǎo)通損耗高（RDS(on)≥10mΩ）、溫升顯著（ΔT≥15℃）等問(wèn)題。本文結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與典型電路（如BOM中的AO3400驅(qū)動(dòng)方案），系統(tǒng)分析MOS管在低壓電機(jī)控制、電池保護(hù)及無(wú)線充電模塊中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，為高性價(jià)比方案選型提供技術(shù)依據(jù)。
電動(dòng)牙刷的基本結(jié)構(gòu)與工作原理
電動(dòng)牙刷主要分為兩大類(lèi)：旋轉(zhuǎn)式與聲波式（振動(dòng)式）。旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)牙刷通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓形刷頭旋轉(zhuǎn)，而聲波式電動(dòng)牙刷則通過(guò)高頻振動(dòng)（超過(guò)3萬(wàn)次/分鐘）產(chǎn)生微氣泡達(dá)到深度清潔效果。電動(dòng)牙刷的主要構(gòu)成包括：
1.刷頭部分（需定期更換的消耗品）
2.機(jī)身部分（包含驅(qū)動(dòng)電路和電池）
3.無(wú)線充電座
驅(qū)動(dòng)板中的MOS管應(yīng)用
在電動(dòng)牙刷的驅(qū)動(dòng)板中，MOS管扮演著關(guān)鍵角色，主要用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)和功率管理。
1. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中的MOS管
電動(dòng)牙刷的電機(jī)驅(qū)動(dòng)通常需要：
旋轉(zhuǎn)式：驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)
聲波式：驅(qū)動(dòng)線性振動(dòng)電機(jī)
典型MOS管型號(hào)：
HKTQ50N03（N-MOS/30V/50A/6.8mΩ/DFN3333）、AO3402（N-MOS/30V/4A/65mΩ/SOT-23）、SI2308（N-MOS/20V/3A/80mΩ/SOT-23），這些MOS管的特點(diǎn)是小封裝、低導(dǎo)通電阻(RDS(on))，適合電池供電的低壓應(yīng)用。
2. 電池管理與充電電路
在無(wú)線充電和電池管理電路中，MOS管用于：充電控制、電池保護(hù)、電壓轉(zhuǎn)換
典型應(yīng)用電路：
充電控制：使用P-MOS管如HKTQ30P03（-30V/-60A/7.4mΩ）
電池保護(hù)：常用雙N-MOS如FL8205或S8205A
合科泰提供的MOS管在電動(dòng)牙刷應(yīng)用中具有以下特點(diǎn)：
1.低導(dǎo)通電阻：如HKTQ50N03僅6.8mΩ，減少功率損耗
2.小封裝：DFN3333、SOT-23等封裝節(jié)省空間
3.高性價(jià)比：相比國(guó)際品牌如安森美、威兆等更具價(jià)格優(yōu)勢(shì)
4.替代方案：提供多種替代型號(hào)，如替代安森美NTTFS4C05N的HKTQ65N03
設(shè)計(jì)考慮因素
1.電壓等級(jí)：通常選擇20-30V耐壓的MOS管，滿足鋰電池供電需求
2.電流能力：根據(jù)電機(jī)功率選擇，一般持續(xù)電流2-5A，峰值可達(dá)10A
3.封裝散熱：小功率可選SOT-23，較大功率建議DFN或TO-252封裝
4.驅(qū)動(dòng)電路：需考慮柵極驅(qū)動(dòng)電壓和電流，確?？焖匍_(kāi)關(guān)
結(jié)語(yǔ)
隨著未來(lái)MOS管朝著更高效率、更小封裝、智能控制方向發(fā)展，采用超結(jié)MOS或SGT工藝將進(jìn)一步降低導(dǎo)通損耗，更小封裝將滿足更緊湊的設(shè)計(jì)需求，智能功率模塊將由集成驅(qū)動(dòng)與保護(hù)功能。MOS管作為電動(dòng)牙刷驅(qū)動(dòng)電路的核心元件，其性能直接影響產(chǎn)品的效率、壽命和用戶體驗(yàn)。合理選型和設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品性能至關(guān)重要。
公司介紹
合科泰成立于1992年,是一家集研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售一體化的專(zhuān)業(yè)元器件高新技術(shù)及專(zhuān)精特新企業(yè)。
產(chǎn)品包括：
1、半導(dǎo)體封裝材料；2、被動(dòng)元件，主要有：電阻、電容、電感；3、半導(dǎo)體分立器件，主要有：MOSFET、TVS、肖特基、穩(wěn)壓管、快恢復(fù)、橋堆、二極管、三極管及功率器件，電源管理IC及其他集成電路等。
合科泰設(shè)有兩個(gè)智能生產(chǎn)制造中心：
1、中國(guó)華南地區(qū)的制造中心，位于惠州市博羅縣的合科泰科技智能制造園區(qū)，建筑面積75000㎡，擁有先進(jìn)設(shè)備及檢測(cè)儀器1000多臺(tái)，在當(dāng)?shù)嘏涮准瘓F(tuán)物流配送中心，而東莞塘廈生產(chǎn)中心為目前生產(chǎn)基地；
2、中國(guó)西南地區(qū)的制造中心，位于四川省南充市順慶區(qū)科創(chuàng)中心，廠房面積35000㎡，擁有先進(jìn)設(shè)備和檢測(cè)儀器儀表約2000臺(tái)；
2024年合科泰全面拓寬產(chǎn)品線，在四川南充成立三家子公司，分別是 順芯半導(dǎo)體 、南充安昊、南充晶科 ，主要負(fù)責(zé)研發(fā)生產(chǎn)半導(dǎo)體封裝材料；產(chǎn)品線拓寬后將最大程度滿足客戶需求。
合科泰堅(jiān)持客戶至上、品質(zhì)第一、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、以人為本的經(jīng)營(yíng)方針，為客戶提供一站式應(yīng)用解決方案服務(wù)。同時(shí)合科泰提供半導(dǎo)體芯片和分立器件封裝測(cè)試OEM代工等綜合性業(yè)務(wù)。
合科泰在集成電路設(shè)計(jì)、芯片測(cè)試、分立器件工藝設(shè)計(jì)、可靠性實(shí)驗(yàn)等方面積累了豐富核心技術(shù)儲(chǔ)備，擁有國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利、實(shí)用新型專(zhuān)利等100多項(xiàng)。
合科泰通過(guò)了ISO9001、ISO14001、IATF16949體系認(rèn)證。
產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電源、照明、醫(yī)療電子、小家電、通信、安防儀器、工控、汽車(chē)電子等領(lǐng)域。
掃一掃聯(lián)系合科泰
銷(xiāo)售電話：18823438533（微信同號(hào)）
座機(jī)：0755-82565333
郵箱：hkt@heketai.com
